Las últimas noticias sobre cambio climático en Nature Geoscience

¿Influye la dinámica solar en el cambio climático? Dos estudios paleoclimáticos publicados en Nature Geoscience indican que durante el Holoceno tardío las tormentas en el Atlántico Norte y el deslizamiento de las placas de hielo variaban con un ciclo de unos 1500 años, independiente de las características del forzamiento solar. El dióxido de carbono es un gas de efecto invernadero, pero ¿cómo afecta a la termosfera? Por sorprendente que parezca, las medidas mediante satélites indican que el dióxido de carbono está enfriando la parte superior de la atmósfera, la termosfera. Tres artículos curiosos en Nature Geoscience que merece la pena reseñar.

Francis en ¡Eureka!: La sequía que puso fin a la civilización maya registrada en una estalagmita en Belice

«El fin de la civilización maya,» en la sección ¡Eureka! de La Rosa de los Vientos, Onda Cero. Si te apetece oír el podcast, sigue este enlace.

La cultura maya volverá a estar de moda el próximo mes porque se supone que se acerca el final de un ciclo del calendario Maya, el día 13.0.0.0.0 del calendario maya se asocia al 21 de diciembre de 2012, sin embargo, un cálculo más riguroso apunta a una fecha posterior. La fecha del 21 de diciembre se obtuvo a principios del siglo XX en el marco de la llamada cronología estándar GMT, por sus autores Goodman (1905),  Martínez (1926) y Thompson (1927), que analizaron un códice maya, el Códice de Dresde; los códices mayas son libros escritos con caracteres jeroglíficos antes de la llegada de Colón a América. El códice de Dresde (llamado así porque está guardado en esta ciudad alemana) explica el calendario maya e incluye un calendario de las conjunciones del planeta Venus. El análisis estadístico de las fechas de estas conjunciones permite ajustar el calendario maya al calendario actual. El análisis estadístico realizado a mano de este calendario dio como fecha final del primer ciclo el 21 de diciembre de 2012. Pero estudios arqueoastronómicos más modernos, realizados a finales del siglo XX utilizando ordenadores, como los realizados Andreas Fuls y Bryan Wells, apuntan a que la fecha del calendario maya 13.0.0.0.0 corresponde a una fecha aún lejana, entre el 21 y el 23 de diciembre del año 2220. Más información en este blog en «Cómo se calcula que el 21-12-2012 corresponde al día 13.0.0.0.0 del calendario Maya,» 3 nov. 2009.

Los libros de historia afirman que la civilización Maya tuvo su esplendor entre el año 300 y el 900 de nuestra era, pero que sufrió un declive muy rápido, hasta casi desaparecer mucho antes de la llegada de Colón. ¿Qué pudo pasar? Los historiadores no se ponen de acuerdo sobre las razones por las que una civilización tan avanzada como la Maya, que se desarrolló en las selvas tropicales de centroamérica, Guatemala, Belice, Mexico y Honduras entre los siglos IV a X de nuestra era, acabó desapareciendo mucho antes de la llegada de Colón. Algunos creen que la causa fue la superpoblación y la degradación de su sistema agrícola. Otros apuntan a guerras por el poder político. Pero la opinión más firme es que ocurrió un cambio en el clima, una gran sequía en la región que pudo jugar un papel determinante.

El cambio climático, la capa de hielo de Groenlandia y su efecto sobre el nivel del mar

Este verano mucha gente se alarmó con la noticia, el 12 de julio de 2012, el 98,6 % de la superficie helada de Groenlandia estaba cubierta por una finísima capa de agua según los datos de 3 satélites. Un hecho tan excepcional que la última vez que ocurrió fue en 1889 y la siguiente anterior hace 7 siglos en el periodo caliente medieval (óptimo climático medieval). La razón era una masa de aire caliente que se había situado encima de Groenlandia. Pocos días más tarde la situación se normalizó. Todos los veranos ocurre este deshelio superficial, pero lo habitual es que no se supere el 50% de la superficie. Sin embargo, en los últimos años se batieron récords consecutivos en 2005, 2007, 2010 y 2012.

Groenlandia es muy grande y aunque la capa de agua es muy fina, podemos preguntarnos qué pasa con todo ese agua. Un estudio in situ publicado en Nature nos ofrece la respuesta. La mayor parte se infiltra en la capa de hielo a través de los poros del hielo y se vuelve a congelar. A partir de las medidas, los autores del estudio estiman que se puede infiltrar una cantidad máxima de unos 322  ±  44  gigatoneladas. El exceso de agua viaja por la superficie del hielo, alcanzando grandes distancias, influyendo a su paso en el flujo local de hielo; la parte más cercana a la costa puede incluso llegar a caer al mar, contribuyendo a la elevación de su nivel. Lo más interesante del estudio es que los poros del hielo se rellenan más rápido de lo que se deshiela la superficie, luego a largo plazo, el deshielo de Groenlandia acabará teniendo un efecto importante sobre el nivel del mar. El artículo técnico es J. Harper, N. Humphrey, W. T. Pfeffer, J. Brown, X. Fettweis, «Greenland ice-sheet contribution to sea-level rise buffered by meltwater storage in firn,» Nature 491: 240–243, 08 November 2012. El artículo que fue noticia este verano es S. V. Nghiem, D. K. Hall, T. L. Mote, M. Tedesco, M. R. Albert, K. Keegan, C. A. Shuman, N. E. DiGirolamo, and G. Neumann, «The extreme melt across the Greenland ice sheet in 2012,» Geophys. Res. Lett. 39: L20502, 2012.

Francis en ¡Eureka!: El huracán Sandy y su relación con el cambio climático

Huracán Sandy en la costa este de EEUU.

Este fin de semana he hablado en la sección ¡Eureka! de La Rosa de los Vientos, Onda Cero, sobre el huracán Sandy y el cambio climático. Si te apetece escuchar el audio, sigue este enlace…

Políticos pro cambio climático como Al Gore y algunos climatólogos han dicho que el huracán Sandy ha sido tan devastador debido al cambio climático. ¿Qué conexión hay entre el huracán Sandy y el cambio climático? Desde un punto de vista científico no hay ninguna relación entre un fenómeno meteorológico local, como el huracán Sandy, y un fenómeno climático global, como el cambio climático. A día de hoy, no hay ninguna prueba científica de que el cambio climático haya podido influir en que el huracán Sandy haya causado un efecto tan devastador en amplias zonas del Caribe y de la costa este de EEUU. Obviamente es una tragedia que haya más de 100 fallecidos en EEUU y 69 en el Caribe. Pero las palabras de Al Gore que apuntan a que Sandy es una «señal» del cambio climático no tienen base científica.

El cambio climático y los modelos de simulación por ordenador

Hay una cosa que no me gusta de algunos artículos que hablan sobre el cambio climático, la tranquilidad con la que describen lo que pasará en el próximo siglo. Acabo de leer un artículo en Nature que presenta una figura que predice las pérdidas de hielo (en billones de kilogramos (Gt) por año) en una cierta región de la Antártida (la costa del Mar de Weddell mostrada en la figura de abajo) desde el año 1860 hasta el 2200. Has leído bien, predicen lo que pasará dentro de 190 años. ¿Cómo evolucionará el clima global de la Tierra en los próximos dos siglos? ¿Cómo evolucionarán las corrientes oceánicas circumpolares? Por muy buenos que sean los modelos numéricos del clima global (en este artículo se ha usado HadCM3), que no lo son, extrapolar sus resultados durante dos siglos me parece excesivo. En mi opinión, estos resultados lo único que hacen es alimentar con argumentos fáciles a los escépticos del cambio climático; los expertos deberían evitar este tipo de figuras tan exageradas, especialmente, en revistas tan leídas como Nature. La figura está extraída del artículo de Hartmut H. Hellmer, Frank Kauker, Ralph Timmermann, Jürgen Determann & Jamie Rae, «Twenty-first-century warming of a large Antarctic ice-shelf cavity by a redirected coastal current,» Nature 485: 225–228, 10 May 2012. Ver también Angelika Humbert, «Cryospheric science: Vulnerable ice in the Weddell Sea,» Nature Geoscience, Published online 09 May 2012.

La simulación numérica de la evolución del clima global durante el siglo XXI requiere el uso de los supercomputadores más poderosos del mundo. Los modelos numéricos más avanzados del clima global que acoplan el comportamiento de la atmósfera, los océanos y los casquetes de hielo trabajan dividiendo la Tierra en regiones de unos 100 km² (en los modelos de regiones más pequeñas se reduce este número a entre 10 y 20 km²); bajar a una resolución de unos 5 km² (que requiere una potencia de cómputo unas 160 mil veces mayor que la actual) no estará disponible en los próximos 5 años.  El mayor problema de estos modelos son el gran número de fuentes de incertidumbre; por ejemplo, el efecto de la polución en la dinámica de las nubes se está empezando a incluir desde hace solo unos meses, como nos recuerda Jeff Tollefson, «Climate forecasting: A break in the clouds,» Nature 485: 164–166, 10 May 2012; ¿cómo predecir el efecto del vulcanismo en el presente siglo?

El cambio climático es una realidad demostrada científicamente, pero predecir cuál será su efecto en el año 2100 (no digamos ya en el 2200) es prácticamente imposible.  ¿Aumentará la temperatura global 1 ºC o 2 ºC o incluso 4 ºC? La realidad es que nadie lo sabe con certeza. Lo mejor que podemos hacer en la actualidad es estudiar un gran número de modelos diferentes y comparar sus predicciones entre sí.

Campos masivos de aerogeneradores han incrementado la temperatura media nocturna de una pequeña región de Texas en unos 0,75 grados en la última década

Un equipo de investigación liderado por Liming Zhou, Universidad Estatal de Nueva York en Albany, usando datos de satélites, ha demostrado que los campos de aerogeneradores (molinos de viento) incrementan la temperatura noctura en la región donde están instalados hasta 0,72 grados por década, respecto a las zonas donde no están instalados. El resultado lo han publicado en Nature Climate Change, tras el análisis de los datos de satélites para la temperatura en la parte central de Texas, donde se encuentran los mayores campos eólicos del mundo (en la región estudiada se han instalado 2358 molinos de viento entre 2001 y 2011), entre los años 2003 y 2011. Los autores creen que la causa es que los que diseñan los campos de molinos eólicos eligen los lugares donde hay más viento por lo que alteran el enfriamiento natural convectivo provocando una deriva térmica hacia un «clima» local más cálido. El artículo técnico es Liming Zhou et al., «Impacts of wind farms on land surface temperature,» Nature Climate Change, Published online 29 April 2012. Merece la pena ojear la información suplementaria que incluye gran número de figuras que detallan los puntos más relevantes del análisis.

Los autores han preparado un Q&A sobre el estudio para los medios. Primero, aclaran que es el primer estudio observacional que demuestra el calentamiento de la zona donde están instalados parques eólicos (hay estudios previos pero sus resultados, según los autores, son menos firmes). Segundo, han medido la temperatura de la «superficie» entendida como tal la que pueden medir los satélites; esta temperatura no corresponde a la temperatura del aire (lo que nos ofrecen los partes meteorológicos). Tercero, su hipótesis es que las aspas de los molinos de viento crean estelas de aire de tipo turbulento que afectan a  cómo se mezclan las capas de aire bajo los molinos y encima de ellos. Cuarto, el efecto observado es más evidente en las temperaturas nocturnas porque la atmósfera de noche es más estable que de día y está más estratificada (una capa de aire caliente encima de una capa de aire frío); de día esta estratificación no es tan clara y la turbulencia producida por los aerogenerados influye mucho menos.

Quinto, atribuyen el calentamiento a los molinos de viento porque su distribución espacial coincide con la de ellos y porque se ha observado un incremento en el calentamiento acorde con el incremento del número de molinos instalados. Sexto, el calentamiento observado de 0,72 ºC por década se ha calculado respecto a la temperatura media de las zonas adyacentes donde no hay molinos. Séptimo, no se pueden extrapolar este valor a otras regiones donde haya campos de aerogeneradores ya que hay varias coyunturas específicas propias de esta región, la más densa en molinos del mundo y donde el crecimiento de su número ha sido más rápido. Octavo, las incertidumbres en el estudio indican que sus resultados no son definitivos, solo ilustrativos.

Noveno, comparado con otros efectos antropogénicos (como el uso agrícola del terreno o las islas de calor urbanas), el efecto observado es muy pequeño. Décimo, los efectos observados son locales y no se pueden extrapolar a escala climática, aunque sería conveniente que se hicieran estudios similares a mayor escala dado el gran incremento de las instalaciones eólicas en EE.UU. Décimo primero, este estudio pionero usando datos de satélites será extendido a otras regiones con grandes parques eólicos. Y décimo segundo, los autores advierten a los detractores del cambio climático y del impacto de las emisiones de CO2 en la atmósfera que este estudio no debe ser sacado fuera de contexto y extrapolado sin más.

PS: La noticia ha aparecido en muchos medios, por ejemplo, «Los generadores de energía eólica pueden cambiar la temperatura,» BBC Mundo, May 1, 2012. Por cierto, quizás convenga recordar que la región estudiada es muy pequeña, más o menos, el cuadradito rojo de la siguiente figura.

PS (2 mayo 2012): Hay un malentendido asociado al título de este artículo que quizás es el origen de la polémica en los comenarios. No es que el cambio en temperatura del suelo observado por estos autores en una década vaya a seguir creciendo al ritmo de 0,75 ºC durante muchas décadas y dentro de 50 años se alcance un incremento de temperatura de 37,5 ºC; no es posible extrapolar a muchas décadas un resultado obtenido para una sola década. Se ha medido un cambio de 0,75 ºC en una década, nadie debe esperar que este valor crezca mucho más en la próxima década, no tiene ningún sentido. Además, la curva negra en la figura de abajo, extraída del artículo técnico, sugieren un cierto plateau, que tendrá que ser confirmado con estudios futuros.

Me he dado cuenta de este malentendido al ver lo nos cuenta Lubos Motl, «Do wind farms cause global warming?,» TRF, may 02, 2012. Quien, con su peculiar estilo, bromea «if you assume that the resulting warming is linear, then 0.72 °C per decade may become 80 times higher, i.e. up to 58 °C of warming per decade or 580 °C per century in the regions surrounding the growing wind farms. Such increased temperatures could be a bit unpleasant for those TRF readers who don’t like hot weather.» Pero esta broma me ha abierto, los ojos, la gente que lee mi titular extrapola y no era mi intención, por ello lo he cambiado.

PS (10 mayo 2012): Un estudio previo con conclusiones similares del MIT Joint Program on the Science and Policy of Global Change, Chien Wang and Ronald Prinn, «Potential Climatic Impacts and Reliability of Very Large Scale Wind Farms,» Report No. 175, June 2009, y la charla Chien Wang (MIT), «Potential Climate Impact of Large-Scale Deployment of Renewable Energy Technologies,» Slides, PDF.

El canibalismo de los osos polares y el cambio climático

Los cazadores inuits en Groenlandia y Canadá saben desde hace mucho tiempo que los osos polares (machos adultos) pueden matar a ejemplares jóvenes para comérselos. La primera vez que se fotografió este comportamiento fue en agosto de 2008. Lo habitual es que este canibalismo ocurra en tierra firme, pero a veces también ocurre sobre hielo, como en esta fotografía. En el artículo del fotógrafo Jenny Ross y el biólogo ártico Ian Stirling en el número de diciembre de la revista Arctic se documentan tres avistamientos de canibalismo sobre hielo en Svalbard, Noruega. Según Stirling la causa es el hambre provocada por la disminución del hielo marino en verano que dificulta la caza de focas; la escasez de focas en esta época del año se debe a que emigran hacia el norte. Stirling es pesimista y en su opinión el cambio climático provocará un incremento de este tipo de sucesos de canibalismo; un clima más cálido y cada vez menos hielo marino son las causas para que las focas emigren mucho antes hacia el norte en verano, lo que provoca hambrunas entre los osos. El artículo técnico es I. Stirling, J.E. Ross, «Observations of cannibalism by polar bears (Ursus maritimus) on summer and autumn sea ice at Svalbard, Norway,» Arctic 64: 478-482, Dec. 2011.

 

 Si Stirling tiene razón, estas fotos son pruebas impresionantes del efecto del cambio climático. No sé, estas fotos dan que pensar… El 11 de diciembre concluyó la última Conferencia sobre Cambio Climático (COP17) en Durban, Sudáfrica. La opinión de la mayoría de los expertos en cambio climático es que esta Cumbre ha sido un fracaso y solo se han llegado a acuerdos mínimos, como prolongar el Protocolo de Kioto de 1997. En plena crisis financiera, con los países emergentes como motor del crecimiento mundial, nadie esperaba mucho más. No sé, estas fotos dan que pensar…

Ergometría y cambio climático

Una vez me hicieron una prueba de ergometría, pero nunca pensé que alguien estudiaría el efecto del cambio climático en este tipo de pruebas de esfuerzo cardíaco. Según De Yzaguirre y sus coautores, en la corta historia de la ergometría moderna (50 años aprox.) se han producido notables cambios en la atmósfera que respiramos, con aumentos del gas carbónico (CO2) en torno al 125%. Esta situación se agrava dentro de los edificios donde se ubican los laboratorios de fisiología del esfuerzo. Un estudio con 13 sujetos (12♂ + 1♀) que compara los resultados bajo condiciones normales y bajo una burbuja con aire controlado no muestran grandes diferencias, como es de esperar; salvo en los niveles de lactato y glucosa en la sangre capilar que mostraron un incremento del 117% y del 112%, resp.  (en la situación habitual en comparación con los de la burbuja de aire purificado). En relación al comportamiento cardíaco, lo que mide las pruebas ergométricas, no se observó ningún cambio. Los autores concluyen que su estudio demuestra el precio que se paga por la contaminación atmosférica, la mayor mobilización de glucosa en la sangre capilar y la mayor producción de lactato capilar. Los interesados en más detalles técnicos pueden recurrir al artículo de Ignasi de Yzaguirre et al., «Ergometría y cambio climático,» Apunts. Medicina de l’Esport 45: 219-225, 2010.

El impacto climático de las nubes tipo cirro formadas a partir de las estelas blancas de los aviones

Las estelas blancas que dejan tras de sí los aviones pueden convertirse en nubes de tipo cirro indistinguibles de las que se forman de manera natural. Según un estudio numérico publicado en Nature Climate Science, hoy en día estas nubes pueden estar causando un efecto mayor en el calentamiento climático que todo el dióxido de carbono emitido por los aviones desde el inicio de la aviación. La aviación es responsable del 3% de las emisiones de dióxido de carbono por la quema de combustibles fósiles y se estima que contribuye entre un 2 y 14 % al efecto antropogénico sobre el clima y, según algunos estudios, su efecto podría triplicarse para el año 2050. Por lo tanto, mitigar el impacto de la aviación sobre el cambio climático es un tema de considerable interés público y político. El nuevo artículo de Burkhardt y Kärcher presenta un estudio mediante simulación por ordenador del efecto global en el clima terrestre de las nubes jóvenes de tipo cirro formadas a partir de las estelas de los aviones. Sus resultados indican que estas nubes tienen un efecto sobre el cambio climático un orden de magnitud mayor que el que puedan tener las estelas como tales. Obviamente, este estudio es polémico pues es imposible distinguir si una nube tipo cirro es de origen natural o ha sido producida por la evolución (difusión) de una serie de estelas de aviones. Para entender el impacto de la aviación sobre el clima es necesario investigaciones experimentales más precisas sobre este mecanismo. La tarea no es sencilla. Nos lo ha contado Olivier Boucher, “Atmospheric science: Seeing through contrails,” Nature Climate Change 1: 24–25, 29 March 2011, haciéndose eco del artículo técnico de Ulrike Burkhardt, Bernd Kärcher, “Global radiative forcing from contrail cirrus,” Nature Climate Change 1: 54–58, 29 March 2011. Estos artículos son de acceso gratuito en la web por lo que os recomiendo su lectura si estáis interesados en los detalles técnicos. Algunos extractos en inglés en mi otro blog: «Contrails can evolve into cirrus clouds causing more climate warming today than all the carbon dioxide emitted by aircrafts.»

Por cierto, la semana que viene aparecerá en Amazings.es un artículo mío sobre la «Fïsica de las estelas blancas de los aviones,» que ha surgido a colación de la entrada de Rinze, «Chemtrails: Fumigados de la vida,» Amazings.es, 25 abr. 2011, y del artículo divulgativo de América Valenzuela, «¿Por qué los aviones dejan estelas blancas?,» El porqué de la ciencia, RTVE.es, 11 marzo 2011. Este último es un tentenpié para abrir boca.

Las estelas de condensación (contrails en inglés) están formadas por la condensación de vapor agua ambiental al mezclarse con los gases de escape del motor del avión que están más calientes. La dinámica atmosférica de las estelas es complicada y puede dar lugar a la formación de cirros, que tienen un efecto sobre el calentamiento climático. El artículo de Burkhardt y Kärcher utiliza un modelo por ordenador a escala global que trata de evaluar los efectos de las estelas y de las nubes tipo cirro a las que pueden dar lugar. Si los cálculos de Burkhardt y Kärcher son correctos, los efectos son importantes para el sistema climático.

¿Se pueden minimizar estos efectos? Según Boucher, se podrían desarrollar estrategias de mitigación que reduzcan el impacto de la aviación sobre el clima. Por ejemplo, las rutas de vuelo o la altitud de vuelo podrían ser planificadas y modificadas en tiempo real para evitar las regiones de la atmósfera que estén sobresaturadas con respecto al hielo (en mi artículo en Amazings.es explico que significa esto) para reducir la probabilidad de formación de las estelas y minimizar su evolución hacia cirros. Pero esta estrategia puede conducir a un aumento en el consumo de combustible. También se podrían desarrollar nuevos conceptos de motores que minimicen la producción de estelas (algo que ya ha sido estudiado en aviones militares; imagina un avión espía invisible al radar que vaya dejando estelas a su paso). Hay también otras estrategias propuestas por Boucher.

El trabajo de Burkhardt y Kärcher ofrece algunos consejos interesantes sobre cómo podría reducirse el impacto de la aviación en el sistema climático, pero las incertidumbres sobre dicho impacto siguen siendo grandes. Según Boucher, la industria aeronáutica tendría que investigar más sobre el impacto climático de las estelas y cómo mitigar dicho impacto.

Oficialmente ya ha llegado La Niña al océano Pacífico ecuatorial

Ya lo dijimos en este blog: Finalizado El Niño y tras la gota fría en otoño (de 2009), se esperaba que en agosto (de 2010) empiece La Niña [7 Julio 2010]. Ahora ya es oficial. Ya ha llegado La Niña según la NOAA (US National Oceanic and Atmospheric Administration). Las temperaturas de la superficie del océano Pacífico ecuatorial son ahora mismo entre 1’3 y 1’8 ºC más frías que la media. Los modelos teóricos predicen que La Niña persistirá al menos hasta la primavera de 2011. Nos lo ha contado Adam Mann, «Return of La Niña. As El Niño’s cooler sister rolls round again, Nature probes the environmental pros and cons,» News: Briefing, Nature, Published online 16 September 2010.

¿Cómo afecta el fenómeno de La Niña? En España, prácticamente no se nota, pero América Latina sufrirá sus consecuencias, sobre todo porque se espera que el fenómeno sea bastante fuerte durante este otoño/invierno. Los efectos más devastadores de La Niña son la sequía en América del Sur y el incremento de los huracanes en el Golfo de México. Chile podría sufrir una gran sequía, que también podría afectar a ciertas zonas agrícolas de Argentina y Brasil (e incluso de India y el centro de Estados Unidos). Los cultivos más afectados serán el maíz, la caña de azúcar, el café y la soja. No habrá sequía en toda América del Sur. Ciertas zonas de Brasil, Perú, Ecuador y Bolivia podrían sufrir lluvias torrenciales e inundaciones.

Desde este blog deseamos que este año las previsiones de los modelos climáticos se equivoquen y La Niña no provoque grandes devastaciones de las regiones más pobres de Latinoamérica.

Por cierto, en este blog ya hemos hablado de ENSO (El Niño-Oscilación del Sur) en varias ocasiones, por ejemplo, en «El fenómeno de El Niño/La Niña influye a través de la estratosfera en toda la atmósfera,» 13 Noviembre 2009, y en «Los efectos impredecibles del cambio climático: El Niño y La Niña,» 26 Diciembre 2008.